Методическое пособие по химии

Министерство образования и науки российской федерации ФГБОУ ВПО «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» КУРСКИЙ ИНСТИТУТ СОЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ФИЛИАЛ) РГСУ

Инженерно-технический факультет

Кафедра математических и естественных наук

ХИМИЯ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ИНТЕРНЕТ-ТЕСТИРОВАНИЮ

для студентов инженерно-технических специальностей

информационного профиля

Курск – 2012

УДК 54 (07) ББК 24 я73 Х 54

Печатается по решению учебно-методического Совета Курского института социального образования (филиала) РГСУ

Составители — зав. лабораторией «Химии и экологии» кафедры математических и естественных наук Глаголева Т.И., доцент кафедры математических и естественных наук, канд. хим. наук. Носова О.А.

Рецензент — заведующий кафедрой математических и естественных наук Курского института социального образования (филиала) ФГБОУ ВПО «РГСУ», канд. пед. наук, доц. Крапивка С.В.

Х54	Химия: учебно-методические материалы для подготовки к интернет-тестированию (для студ. инженерно технич. спец. информационного профиля) / Т. И. Глаголева, О.А.Носова; Курск. ин-т социального образования (филиал) ФГБОУ ВПО «РГСУ».

Настоящие учебно-методические материалы содержат методические рекомендации по подготовке к интернет-тестированию по химии и составлены на основе заданий интернет-тестов НИИ мониторинга качества образования (www.i-exam.ru).

Тестовые задания сгруппированы в рамках дидактических единиц содержания дисциплины и дополнены авторскими решениями и комментариями.

Предназначены для студентов инженерно-технического факультета, обучающихся по специальностям и направлениям подготовки информационного профиля.

54 (07)

ББК 24 я73

© Глаголева Т.И., 2012

© Носова О.А., 2012

© Курский институт социального образования (филиал) ФГБОУ ВПО «РГСУ», 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

Дидактическая единица 1. Физическая химия 7

Тема 1. Основы химической термодиамики 7

Тема 2. Химическое равновесие 8

Тема 3. Химическая кинетика и катализ 10

Тема 4. Электрохимические процессы. Гальванический элемент. Коррозия металлов 11

Тема 5. Электрохимические процессы. Электролиз 12

Тема 6. Общие свойства растворов 13

Дидактическая единица 2. Коллоидная химия 15

Тема 7. Поверхностные явления и адсорбция 15

Тема 8. Дисперсные системы 15

Тема 9. Коллоидные растворы 17

Тема 10. Свойства и применение коллоидных растворов 18

Дидактическая единица 3. Общая и неорганическая химия 20

Тема 11. Строение атома и периодическая система 20

Тема 12. Химическая связь и строение вещества 21

Тема 13. Окислительно-восстановительные реакции 23

Тема 14. Классы неорганических соединений 25

Тема 15. Способы выражения состава растворов 26

Тема 16. Равновесия в растворах электролитов 28

Дидиктическая единица 4. Высокомолекулярные соединения 30

Тема 17. Органические и неорганические полимеры 30

Тема 18. Биополимеры 31

Тема 19. Методы получения полимеров 31

Тема 20. Строение и свойства полимеров 32

ДЕ.5 Аналитическая химия 34

Тема 21. Теоретические основы аналитической химии 34

Тема 22. Качественный химический анализ 35

Тема 23. Количественный анализ 36

Тема 24. Физико-химические и физические методы анализа 38

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания предназначены прежде всего для студентов, самостоятельно готовящихся к интернет-тестированию по дисциплине «Химия». Цель – дать максимум необходимой информации, изложив ее доступно, в форме, удобной для практического использования при решении задач.

Предлагаемое пособие написано в соответствии с требованиями образовательного стандарта для направления подготовки 230200.62 – Информационные системы, степень (квалификация) – Бакалавр информационных систем.

ЕН.Ф.04

Химия Химические системы: растворы, дисперсные системы, электрохимические системы, катализаторы и каталитические системы, полимеры и олигомеры; химическая термодинамика и кинетика: энергетика химических процессов, химическое и фазовое равновесие, скорость реакции и методы ее регулирования, колебательные реакции; реакционная способность веществ: химия и периодическая система элементов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства веществ, химическая связь, комплементарность; химическая идентификация: качественный и количественный анализ, аналитический сигнал, химический, физико-химический и физический анализ; химический практикум.

Расположение разделов курса несколько отличается от порядка дидактических единиц на сайте i-exam, так как целесообразно расположение тем в порядке, аналогичном стандарту дисциплины, тем более, что первый раздел «Физическая химия» опирается на знания, полученные при изучении курса Физики.

Структура теста включает двадцать четыре задания, относящиеся к пяти дидактическим единицам (ДЕ). В ДЕ входят 4-6 заданий, нужно правильно ответить на половину или больше, то есть 2-3.

ДЕ.1 Физическая химия

Основы химической термодиамики

Химическое равновесие

Химическая кинетика и катализ

Электрохимические процессы. Гальванический элемент. Коррозия металлов

Электрохимические процессы. Электролиз

Общие свойства растворов

ДЕ.2 Коллоидная химия

Поверхностные явления и адсорбция

Дисперсные системы

Коллоидные растворы

Свойства и применение коллоидных растворов

ДЕ.3 Общая и неорганическая химия

Строение атома и периодическая система

Химическая связь и строение вещества

Окислительно-восстановительные реакции

Классы неорганических соединений

Способы выражения состава растворов

Равновесия в растворах электролитов

ДЕ.4 Высокомолекулярные соединения

Органические и неорганические полимеры

Биополимеры

Методы получения полимеров

Строение и свойства полимеров

ДЕ.5 Аналитическая химия

Теоретические основы аналитической химии

Качественный химический анализ

Количественный анализ

Физико-химические и физические методы анализа

В каждой ДЕ есть одно легкое задание, но требующее конкретных знаний темы, и одно – очень легкое, на уровне общего развития. Ответы на остальные задания подразумевают умения применять формулы для их решения.

Программа-минимум:

• просмотреть структуру теста, выбрать самые простые задания по каждой ДЕ и решить правильно более половины.

Комментарий, обозначенный знаком (*) не имеет прямого отношения к решению задания, смысл его – сделать мышление гибче, вывести «за рамки» шаблона.

«Умение и способности – результат работы, а не необходимое умение ее начала» (ЖСТЛ, Генрих Альтшуллер, Игорь Верткин)

Содержание заданий

Дидактическая единица 1. Физическая химия Тема 1. Основы химической термодиамики

Пример 1.1 Согласно термохимическому уравнению
для получения 560 г оксида кальция требуется затратить 

1775; 887,5; 2662,5 или 3550 кДж теплоты.

Решение:

560 г Q

1 моль

56 г

Согласно термохимическому уравнению, для получения 1 моль оксида кальция, что соответствует 56 г, так как молярная масса оксида кальция М(СаО) = 40 + 16 = 56 г/моль, требуется затратить 177,5 кДж. Для получения 560 г оксида кальция требуется затратить 1775 кДж теплоты.

Пример 1.2 Процесс, протекающий при постоянном значении давления в системе, называется … 

изобарическим; изотермическим; адиабатическим; изохорическим.

Решение:

Процесс, протекающий при постоянном значении давления в системе, называется  изобарическим.

(*)Процесс, протекающий при постоянном значении температуры в системе, называется  изотермическим. Процесс, протекающий при постоянном значении объема в системе, называется  изохорическим. Процесс, протекающий при постоянном значении количества теплоты в системе, называется адиабатическим.

Пример 1.3 Согласно второму началу термодинамики, в изолированных системах самопроизвольно могут протекать процессы, для которых справедливо выражение …

; ; ; .

Решение:

В изолированных системах самопроизвольно могут протекать процессы, в которых энтропия увеличивается: ΔS ≥ 0 (т.н. «закон максимума свободы»), либо энтальпия уменьшается: ΔН ≤ 0 (т.н. «закон максимума покоя). Энергия Гиббса объединяет эти две функции для изобарно-изотермических процессов: ΔG = ΔН –TΔS. Химическая реакция принципиально возможна, если энергия Гиббса уменьшается: ΔG

Согласно второму началу термодинамики: в изолированных системах самопроизвольно идут только такие процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии ΔS 0, в рассматриваемом случае самопроизвольно могут протекать процессы, для которых справедливо выражение ΔS ≥ 0.

Пример 1.4 Энтальпия образования  соответствует тепловому эффекту реакции …

; ;

; .

Решение:

Энтальпия образования  соответствует тепловому эффекту реакции , поскольку стандартное изменение энтальпии образования реагентов (простых веществ) равно нулю.

Тема 2. Химическое равновесие

Пример 2.1 Уравнение реакции, в которой при увеличении давления равновесие смещается в сторону продуктов, имеет вид …

; ;

;

Решение:
Согласно принципу Ле Шателье, повышение давления вызывает смещение равновесия в сторону процесса, протекающего с уменьшением суммарного числа моль газообразных веществ. Данным условиям удовлетворяет реакция

Пример 2.2 Согласно принципу Ле Шателье, повышение температуры вызывает смещение равновесия в системе в сторону …

эндотермической реакции; экзотермической реакции;

увеличения объема; уменьшения объема

Решение:
Согласно принципу Ле Шателье повышение температуры вызывает смещение равновесия в системе в сторону эндотермической реакции

Пример 2.3 Для увеличения выхода продуктов реакции в равновесной системе   необходимо …

повысить температуру; ввести катализатор;

увеличить концентрацию оксида углерода (IV); повысить давление

Решение:
Для увеличения выхода продуктов реакции в равновесной системе   необходимо повысить температуру, так как,согласно принципу Ле Шателье повышение температуры вызывает смещение равновесия в системе в сторону эндотермической реакции

Пример 2.4 Уравнение константы равновесия гетерогенной химической реакции   имеет вид …

; ;

;

Решение:
Константа равновесия рассчитывается как отношение произведения равновесных концентраций продуктов к произведению равновесных концентраций реагентов газообразных веществ. В рассматриваемом случае уравнение константы равновесия гетерогенной химической реакции   имеет вид .

(*) Реагенты – левая часть уравнения, продукты реакции – правая часть уравнения, коэффициенты становятся показателями степени. Например, в реакции 3О_2(г)↔2О_3(г) уравнение константы равневесия имеет вид

К = [О₃]²/[О₂]³.

Тема 3. Химическая кинетика и катализ

Пример 3.1 Выражение закона действующих масс для скорости прямой реакции  при условии ее элементарности имеет вид …

; ;;

Решение:
Выражение закона действующих масс для скорости данной прямой реакции учитывает только концентрации газообразных исходных веществ, коэффициент перед веществом в уравнении становятся показателем степени; при условии элементарности реакции оно имеет вид

Пример 3.2 При увеличении давления в системе в 2 раза скорость элементарной гомогенной реакции  _____ раза.

увеличится в 4; увеличится в 2; уменьшится в 4; уменьшится в 2.

Решение:
Согласно закону действующих масс для скорости данной прямой реакции

v = k[A][B] при увеличении давления в системе в 2 раза концентрация исходных веществ также увеличится в 2 раза:

v₂ = k[2A][2B] = 4k[A][B]; отсюда скорость элементарной гомогенной реакции увеличится в 4 раза.

Пример 3.3 Уравнение реакции, скорость которой при стандартных условиях практически не зависит от изменения давления, имеет вид …

;. ;

; .

Решение:
Согласно закону действующих масс для скорости прямой реакции

v = k[A][B] увеличение давления в системе увеличивает концентрацию только газообразных исходных веществ, тем самым влияя на скорость.

Уравнение реакции, скорость которой при стандартных условиях практически не зависит от изменения давления, так как газообразных веществ среди реагентов нет, имеет вид 

Тема 4. Электрохимические процессы. Гальванический элемент. Коррозия металлов

Пример 4.1 При работе гальванического элемента, состоящего из цинкового и никелевого электродов, погруженных в 0,1М растворы их сульфатов, на катоде протекает реакция, уравнение которой имеет вид …

; ; ;

Решение:
В соостветствии с положением в электрохимическом ряду напряжений металлов, анодом будет металл, расположенный левее (запоминаем: лево, анод – по четыре буквы), а катодом металл, расположенный правее (право, катод – по пять букв). На аноде идет окисление (минус электроны), на катоде – восстановлени (плюс электроны).

Следовательно, на катоде протекает реакция .

(*) То же в вольтах: ε⁰(Zn²⁺/Zn)= -0,763 B; ε⁰(Ni²⁺/Ni)= -0,250 B. Значение концентраций растворов солей в данной задаче – информация достоверная, но несущественная. НО !!!!! если значения концентраций различаются, значение потенциала каждого электрода рассчитывается с помощью уравнения Нернста, более положительный электрод будет катодом, более отрицательный – анодом, и не факт, что это совпадет с положением в электрохимическом ряду напряжений металлов.

Пример 4.2 Для защиты никелевых изделий от коррозии в качестве катодного покрытия можно использовать …

Ag; Zn; Cd; Mg

Решение:
К катодным покрытиямотносятся покрытия, потенциалы которых в данной среде имеют более положительное значение, чем потенциал основного металла. Стандартный потенциал никеля ε⁰(Ni²⁺/Ni)= -0,250 B.

Стандартные потенциалы цинка, магния и кадмия: ε⁰(Zn²⁺/Zn)= -0,763 B; ε⁰(Cd ²⁺/ Cd)= -0,403 B; ε⁰(Mg ²⁺/ Mg)= -2,363 B – имеют меньшее значение.

Стандартный потенциал серебра ε⁰(Ag⁺/Ag)= +0,799 B, следовательно, серебро можно использовать в качестве катодного покрытия для никелевых изделий.

(*) Можно сравнивать металлы по парам, лево (анод) – право (катод).

Тема 5. Электрохимические процессы. Электролиз

Пример 5.1 Масса серебра, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 19,3 А в течение 50 минут через раствор нитрата серебра с выходом по току 100 %, составляет ____ г

64,8; 32,4; 16,2; 129,6

Решение:
Согласно закону Фарадея,

где I – сила тока в амперах; t – время в секундах, М_Ag – молярная масса металла (серебра), n_e - валентность (заряд иона) металла – пользуйтесь таблицей растворимости, η – выход по току.

Пример 5.2 При электролизе водного раствора нитрата серебра с инертными электродами на катоде происходит выделение вещества, формула которого имеет вид …

Ag; O₂; NO₂; H₂

Решение:
Для катодного восстановлени при электролизе водного раствора электролита все окислители можно разделить на три группы

1. ионы металлов, имеющих потенциал значительно меньше водорода (расположенных левее водорода, до Mn) – восстанавливается водород 2Н⁺+2ē→Н₂.

2. ионы металлов, имеющих потенциал больше водорода (расположенных правее водорода) – восстанавливается металл Ag⁺+ē→Ag⁰.

3. ионы металлов, потенциал которых мало отличается от потенциала водорода (Sn, Pb, Zn, Cd) – восстанавливается и металл, и водород.

При электролизе водного раствора нитрата серебра на катоде происходит выделение Ag.

Пример 5.3 При электролизе водного раствора хлорида калия на инертном аноде протекает процесс, уравнение которого имеет вид …

; ;

;

Решение:
Для анодного окисления на инертном аноде при электролизе водного раствора электролита все восстановители можно разделить на две группы

1. ионы бескислородных кислот (кроме фторидов) – окисляются до простых веществ 2Cl^--2ē→ Cl ₂.

2. ионы кислородсодержащих кислот не окисляются – окисляются гидроксид-ионы до кислорода и воды 4ОН^-– 4ē→ О ₂+2Н₂О

При электролизе водного раствора хлорида калия на инертном аноде протекает процесс, уравнение которого имеет вид  .

(*) Металлический анод при электролизе растворяется, например

Пример 5.4 Сумма коэффициентов в общем уравнении электролиза раствора хлорида меди (II) с инертными электродами равна …

3; 6; 4; 11

Решение:
Согласно общему уравнению электролиза раствора хлорида меди (II) с инертными электродами  сумма коэффициентов равна 3.

.

Тема 6. Общие свойства растворов

Пример 6.1 Молярная масса неэлектролита, раствор 6,4 г которого в 100 г воды кипит при 101,04^оС  равна ____ г/моль.

32; 16; 48; 64

Решение:
Согласно закону эбулиоскопии (Рауля)  молярная масса неэлектролита будет равна

Пример 6.2 Закон Рауля характеризует зависимость давления насыщенного пара растворителя над раствором от _______ растворенного вещества.

мольной доли; массовой доли; молярной концентрации; моляльной концентрации

Решение:
Согласно закону Рауля, давление насыщенного пара растворителя над раствором прямо пропорционально мольной доле растворителя  и обратно пропорционально мольной доле растворенного вещества

(*) Если р⁰_А – давление пара над чистым растворителем, χ_В – мольная доля нелетучего вещества В, Δр_А – понижение давления насыщенного пара, то

Δр_{А =} р⁰_А χ_В.

Пример 6.3 Понижение температуры замерзания раствора, содержащего 32 г метанола  в 500 г воды, составляет ____ ^оС

3,72; -3,72; -1,86; 1,86

Решение:
Согласно закону криоскопии (Рауля),

Пример 6.4 Уравнение  которое выражает зависимость между осмотическим давлением разбавленных растворов неэлектролитов при постоянной температуре и молярной концентрацией растворенного вещества, называется законом …

Вант-Гоффа; Рауля; Менделеева – Клайперона; Бойля – Мариота

Решение:
Зависимость между осмотическим давлением разбавленных растворов неэлектролитов при постоянной температуре и молярной концентрацией растворенного вещества, называется законом Вант-Гоффа.

Дидактическая единица 2. Коллоидная химия Тема 7. Поверхностные явления и адсорбция

Пример 7.1 Формула вещества, которое обладает поверхностно-активными свойствами в водных растворах, имеет вид …

; ; ;

Решение:
Вещества, адсорбирующиеся на границе раздела фаз и понижающие поверхностное натяжение, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Такой способностью обладают молекулы, имеющие неполярные гидрофобные углеводородные части («хвосты») и полярные гидрофильные группы («головы»), в данном случае это натриевая соль стеариновой кислоты С₁₇Н₃₅СООNa.

Пример 7.2 Уравнение, характеризующее зависимость величины адсорбции от равновесной концентрации или парциального давления адсорбирующегося вещества при постоянной температуре, называется _____ адсорбции.

изотермой; изобарой; изохорой; адиабатой

Решение:
Уравнение, характеризующее зависимость величины адсорбции от равновесной концентрации или парциального давления адсорбирующегося вещества при постоянной температуре, называется изотермой адсорбции.

Пример 7.3 Адсорбция – процесс самопроизвольный, следовательно, для него справедливо соотношение ...

; ; ;

Решение:
Для самопроизвольного процесса.

Тема 8. Дисперсные системы

Пример 8.1 Система, в которой жидкое вещество распределено в жидкой дисперсионной среде, называется …

 эмульсией; суспензией; аэрозолем; пеной

Решение:
Дисперсные системы – гетерогенны (неоднородны), поэтому имеют как минимум, две фазы. Одна из них – непрерывная – дисперсионная среда, в ней распределены частицы другой – дисперперсной фазы.

Существует классификация по размеру частиц дисперсной фазы и по агрегатному состоянию фаз дисперсной системы.

Тип дисперсной системы (в зависимости от агрегатного состояния фаз)			Агрегатное состояние дисперсной фазы (частиц)
			газ		жидкая		твердая
Агрегатное состояние дисперсионной среды (непрерывной)	Газ	______		Аэрозоль (туман)		Аэрозоль (дым)
	Жидкая	Пена (мыльная)		Эмульсия (молоко)		Суспензия (взвесь) *Золь (краски)
	Твердая	______		Твердая эмульсия (слив.масло) *Гель (желе)		_______

* - для коллоидных растворов

В приведенном случае дисперсная система, в которой жидкое вещество распределено в жидкой дисперсионной среде, называется эмульсией.

Пример 8.2 К дисперсным системам, которые называют аэрозолями, относится …

 туман; молоко;  пенопласт; жемчуг

Решение:
К дисперсным системам, которые называют аэрозолями, относится туман.

Пример 8.3 Уравнение реакции, в результате которой возможно образование коллоидного раствора методом химической конденсации, имеет вид …

 ; ;  

;

Решение:
Существует два принципиально разных пути получения коллоидных растворов. Первый включает диспергационные методы, второй – конденсационные. При химической конденсации дисперсная фаза возникает в результате окислительно-восстановительной реакции, гидролиза или реакции обмена. В рассматриваемом случае такой реакцией является реакция ионного обмена:

Пример 8.4 К дисперсным методам получения коллоидных систем относится …

 механическое дробление; гидролиз растворимых соединений;  

замена растворителя; окислительно-восстановительная реакция

Решение:
К дисперсным методам получения коллоидных систем относится механическое дробление.

Тема 9. Коллоидные растворы

Пример 9.1 При взаимодействии разбавленного раствора  с избытком раствора  потециалопределяющими будут являться ионы …

; ; ;

Решение:
Составляем сокращенное ионно-молекулярное уравнение:

Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄

Потенциалопределяющими будут ионы, входящие в состав осадка, причем из вещества, взятого в избытке (правило Панета-Фаянса).

При взаимодействии разбавленного раствора  с избытком раствора  потециалопределяющими будут являться ионы

Пример 9.2 Заряд гранулы золя, образующегося при взаимодействии избытка разбавленного раствора нитрата меди (II) с раствором гидроксида натрия, определяется зарядом …

иона меди (II); иона натрия; гидроксид-иона; нитрат-иона.

Решение:
Заряд гранулы золя зависит от заряда потенциалопределяющих ионов.

Составляем сокращенное ионно-молекулярное уравнение:

Сu²⁺_(изб) + 2OH^– = Сu(OH)₂

Потенциалопределяющими будут ионы, входящие в состав осадка, причем из вещества, взятого в избытке - ионы меди (II) Сu²⁺.

Пример 9.3 Коллоидная частица, образующаяся при взаимодействии избытка разбавленного раствора нитрата серебра с раствором бромоводорода, в постоянном электрическом поле будет …

двигаться к катоду; двигаться к аноду; оставаться неподвижной; совершать колебательные движения.

Решение:
Заряд гранулы золя зависит от заряда потенциалопределяющих ионов.

Составляем сокращенное ионно-молекулярное уравнение:

Ag⁺_(изб) + Br^– = AgBr

Потенциалопределяющими будут ионы, входящие в состав осадка, причем из вещества, взятого в избытке – это Ag⁺, следовательно, заряд коллоидной частицы будет положительным и двигаться она будет к катоду.

Тема 10. Свойства и применение коллоидных растворов

Пример 10.1 Для золя бромида серебра, полученного реакцией
 наилучшим коагулирующим действием будет обладать раствор …

; ; ;

Решение:
Составляем сокращенное ионно-молекулярное уравнение:

Ag⁺ + Br^– = AgBr

Потенциалопределяющими будут ионы, входящие в состав осадка, причем из вещества, взятого в избытке – это Ag⁺.

Согласно правилу электролитной коагуляции (Шульце-Гарди) коагулирующим действием обладает тот ион электролита, знак которого противоположен знаку заряда коллоидной частицы (заряда потенциалопределяющих ионов).

При этом, чем больше заряд иона-коагулянта, тем выше его коагулирующая способность.

В данном случае коллоидные частицы заряжены положительно, следовательно, коагулирующим действием будут обладать отрицательно заряженные ионы. Наибольший заряд из таких ионов имеет ион РО₄^3– , следовательно, наилучшим коагулирующим действием будет обладать раствор фосфата натрия Na₃PO₄.

Пример 10.2 Для золя сульфата бария, полученного реакцией
 наилучшим коагулирующим действием будет обладать ион …

Al³⁺; Cu²⁺; NH₄⁺; PO₄^3-

Решение:
Согласно правилу Шульце – Гарди наилучшим коагулирующим действием для данного золя будет обладать ион PO₄^3-.

Пример 10.3 Движение частиц дисперсной фазы, вызываемое беспорядочными столкновениями с частицами  дисперсионной среды, называется …

броуновским; электрокинетическим; адсорбционным; вращательным

Решение:
Движение частиц дисперсной фазы, вызываемое беспорядочными столкновениями с частицами  дисперсионной среды, называется  броуновским.

Пример 10.4 При прохождении через коллоидный раствор световой поток подвергается …

дифракционному рассеянию; интерференции; люминесценции; адсорбции

Решение:
При прохождении через коллоидный раствор световой поток подвергается дифракционному рассеянию.

Дидактическая единица 3. Общая и неорганическая химия Тема 11. Строение атома и периодическая система

Пример 11.1 В периодах с увеличением порядкового номера элемента значение электроотрицательности …

возрастает; уменьшается; остается постоянным; сначала уменьшается, а затем возрастает

Решение:
В периодах с увеличением порядкового номера элемента значение электроотрицательности возрастает.

Пример 11.2 Одинаковые значения валентности в высшем оксиде и водородном соединении проявляет…

сера; кремний; хлор; фосфор

Решение:
Валентность в высшем оксиде равна номеру группы (Cl₂O₇, CrO₃), валентность в летучем водородном соединении для неметаллов равно 8 минус номер группы. В данном случае элемент, имеющий одинаковые значения - кремний. Водородное соединение – силан SiH₄, высший оксид – SiO₂. Валентность в обоих случаях равна 4.

Пример 11.3 Электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня 3s²3p⁶ имеет частица…

S⁰; Mg²⁺; S^2- ; O^2-

Решение:
Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня 3s²3p⁶ соответствует октету на третьем энергетическом уровне, отвечает невозбужденномe атому аргона Ar, иону серы S^2-.

Пример 11.4 Электронная конфигурация валентного энергетического уровня  соответствует основному состоянию атома …

; ; ; ^-

Решение:
Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня 3s²3p², отвечает невозбужденномк атому кремния .

(*) Число – главное квантовое число n, соответствует номеру уровня и номеру периода, сумма чисел степеней – количеству электронов, для атома в невозбужденном состоянии – номеру группы. Следовательно, этот элемент находится в третьем периоде, четвертой группе.

Пример 11.5 Формула высшего оксида элемента, распределение валентных электронов которого ns¹(n-1)d⁵, имеет вид…

ЭО₃; Э₂О₅; Э₂О; ЭО

Решение:

Число валентных электронов равно сумме показателей степеней 1+5, следовательно, данный элемент имеет шесть валентных электронов, формула высшего оксида - ЭО₃.

Тема 12. Химическая связь и строение вещества

Пример 12.1 Формула вещества, в молекуле которого содержатся π-связи, имеет вид … N₂; NH₃; F₂; HF

Решение:
Составляем структурные формулы веществ. Одинарная связь – всегда σ (сигма), если связь кратная – двойная, тройная – тогда одна из них σ (сигма), остальные π (пи) связи.

В молекуле N₂ содержатся 1 σ- и 2 π-связи.

(*) По количеству σ-связей атома определяют тип гибридизации атома, при этом учитывают наличие неподелённых электронных пар, которые тоже участвуют в гибридизации: СН₄ – sp³-гибридизация (четыре σ-связи), Н₂О – тоже sp³-гибридизация (две σ-связи и две неподелённые электронные пары у кислорода)

Пример 12.2 Установите соответствие между формулой вещества и типом химической связи… NaCl; PH₃; Na; Cl₂

ионная; ковалентная неполярная; водородная; металлическая; ковалентная полярная

Решение:
Проводим диагональ в таблице Менделеева: бериллий – астат. Все простые вещества, находящиеся справа вверху – неметаллы, связь, как правило, ковалентная и – так как вещества простые – неполярная. Все вещества слева внизу (имеется в виду «длинный» вариант таблицы) – металлы, следовательно, связь металлическая. Для соединений – чем больше разница электроотрицательности, тем больше полярность связи, например, элементы 1 группы (за исключением водорода) и 6 или 7 группы, 2 группы, начиная с магния и 6 или 7 группы – ионная связь. Незначительная разница ЭО – ковалентная полярная связь – Н₂SО₄. Водородная – межмолекулярная или внутримолекулярная между атомом водорода и кислородом (обычно) – вода, белки. Отсюда следует, что NaCl – ионная; PH₃ – ковалентная полярная; Na - металлическая; Cl₂ – ковалентная неполярная.

Пример 12.3 Формула молекулы с наибольшей полярностью связи  имеет вид … HF; Н₂О; NH₃; СH_4.

Решение:
HF, так как, чем больше разница электроотрицательности, тем больше полярность связи.

(*) Электроотрицательность элементов по Полингу [Коровин, 2000, С.32]

H 2,1

Li 1,0

Be 1,5

В 2,0

С 2,5

N 3,0

О 3,5

F 4,0

Na 0,9

Mg 1,2

Al 1,5

Si 1,8

P 2,1

S 2,5

CI 3,0

К 0,8

Ca 1,0

Sc 1,3

Ti 1,5

V 1,6

Cr 1,6

Mn 1,5

Fe 1,8

Co 1,9

Ni 1,9

Cu 1,9

Zn 1,6

Ga 1,6

Ge 1,8

A.s 2,0

Se 2,4

Br 2,8

Rb 0,8

Sr 1,0

Y 1,2

Zr 1,4

Nb 1,6

Mo 1,8

Tc 1,9

Ru 2,2

Rh 2,2

Pd 2,2

Ag 1,9

Cd 1,7

In 1,7

Sn 1,8

Sb 1,9

Те 2,1

I 2,5

Сs 0,7

Ba 0,9

La-Lu 1,0-1,2

Hf 1,3

Та 1,5

W 1,7

Re 1,9

Os 2,2

Ir 2,2

Pt 2,2

Au 2,4

Hg 1,9

Tl 1,8

Pb 1,9

Bi 1,9

Po 2,0

At 2,2

Пример 12.4 Установите соответствие между названием вещества и типом кристаллической решетки в веществе: 1) графит; 2) хлорид кальция; 3) литий.

ионная; молекулярная; атомная; кристаллическая

Решение:
Кристаллическая решетка определяет физические свойства, и, наоборот, зная физические свойства, легко определить тип кристаллической решетки.

Газообразный, жидкие и легкоплавкие твердые вещества имеют молекулярную решетку – например, кислород, вода, фенол. Твердые, пластичные, проводящие ток и тепло, имеющие металлический блеск, то есть металлы, имеют металлическую кристаллическую решетку – литий. Твердые, но хрупкие, имеют атомную решетку – графит. Вещества твердые, но легко растворимые в полярных растворителях, поскольку в узлах находятся ионы, имеют ионную кристаллическую решетку – хлорид кальция.

Пример 12.5 Установите соответствие между формулой вещества и пространственным строением его молекулы: 1) BeF₂; 2) BF₃; 3) CF₄.

тетраэдр; октаэдр; линейная; плоский треугольник

Решение:

По количеству σ-связей атома определяют тип гибридизации атома, при этом учитывают наличие неподелённых электронных пар, которые тоже участвуют в гибридизации: СН₄ – sp³-гибридизация (четыре σ-связи), Н₂О – тоже sp³-гибридизация (две σ-связи и две неподелённые электронные пары у кислорода). Исходя из того, что гибридные орбитали, заряженные отрицательно, будут взаимно отталкиваться, и займут в пространстве следующее направление:

1) BeF₂ – sp-гибридизация, валентный угол 180 градусов, линейная форма молекулы; 2) BF₃ - sp²-гибридизация, валентный угол 120 градусов, плоский треугольник; 3) CF₄- sp³-гибридизация, валентный угол 104.8 градусов, тетраэдрическая форма молекулы.

Пример 12.6 В узлах кристаллической решетки хлорида калия располагаются …

ионы калия и хлора; атомы калия и хлора; атомы калия и молекулы хлора; молекулы КCl

Решение:

Хлорид калия – соединение с ионной связью: ΔЭО = 2,2 (1,8), следовательно, в узлах кристаллической решетки располагаются ионы калия К⁺ и хлора Cl^-.

Тема 13. Окислительно-восстановительные реакции

Пример 13.1 Сумма коэффициентов в уравнении окислительно-восстановительной реакции

равна … 21; 10; 11; 22

Решение:
Согласно уравнению реакции
сумма коэффициентов равна 21.

Пример 13.2 К окислительно-восстановительным относится реакция, схема которой имеет вид …

; ;

;

Решение:
К окислительно-восстановительным относятся реакции, в которой элементы меняют степени окисления – схема
Са⁰ –2ē→ Са⁺²; окисление, восстановитель;

2Н⁺+2ē → Н₂⁰; восстановление, окислитель.

Пример 13.3 Схема, которая соответствует процессу окисления, имеет вид …

P⁰ → P⁺⁵; Cl₂⁰ → 2Cl^–; S⁺⁴ → S⁰; N⁺⁵ → N^–3

Решение:
Окисление – это отдача веществом электронов, то есть повышение степени окисления. В предложенных схемах переход электронов имеет вид:
P⁰ –5ē→ P⁺⁵; Cl₂⁰ +2ē → 2Cl^–; S⁺⁴+4ē → S⁰; N⁺⁵+8ē → N^–3.

Процессу окисления соответствует схема P⁰ → P⁺⁵.

(*) Если правила арифметических действий с отрицательными числами (а заряд электрон – отрицательное число -1) прошли мимо вашего сознания, считайте справо налево – азот минус три ...азот плюс пять – плюс восемь электронов.

Пример 13.4 Формула вещества, которое в окислительно-восстановительной реакции  проявляет восстановительные свойства, имеет вид …

; ; ;

Решение:
Согласно уравнению реакции

+7 +3 +2 +5

восстановительные свойства (то есть участвует в процессе окисления) проявляет нитрит натрия, так как степень окисления азата повышается:

N⁺³–2ē → N⁺⁵; окисление, восстановитель.

Тема 14. Классы неорганических соединений

Пример 14. 1 Формула гидроксида, который можно получить растворением в воде его оксида, имеет вид …

KOH; Cu(OH)₂; Al(OH)₃; AgOH.

Решение:
В воде растворяются с образованием гидроксидов оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, следовательно, формула гидроксида – КОН.

(*) Если вдруг понятия «щелочные» и «щелочно-земельные» металлы не знакомы, смотрим в таблицу растворимости – растворением оксида в воде можно получить растворимый гидроксид, кроме NH₄OH.

Пример 14. 2 Формула оксида, при растворении которого в воде образуется кислота общей формулы  имеет вид …

SO₃; SO₂; N₂O₃; P₂O₅.

Решение:
Валентность центрального атома в кислоте равна шести, следовательно, оксид, растворением которого в воде образуется данная кислота SO₃ – оксид серы (VI).

Пример 14. 3 При растворении гидроксидов цинка и хрома (III) в избытке раствора гидроксида калия образуются вещества, формулы которых имеют вид …

K₂ZnO₂; K₂[Zn(OH)₄]; K₃[Cr(OH)₆]; KCrO₂.

Решение:
Гидроксиды цинка и хрома (III) амфотерны, в растворе образуются гидроскокомплексы, при выпаривании – цинкаты и хромиты. Формулы образующихся в растворе продуктов имеют вид K₂[Zn(OH)₄] и K₃[Cr(OH)₆].

Пример 14. 4 Формула кислоты, для которой характерно  образование кислых солей, имеет вид …

Н₃РO₄; СН₃СОOH; Н NО₃; НCl.

Решение:
Кислые соли – продукты неполного замещения водорода на ионы металла, их образование возможно у многоосновных (двух-, трехосновных) кислот – серной, угольной, фосфорной и т.д. Формула кислоты, для которой характерно  образование кислых солей, имеет вид Н₃РO₄.

Тема 15. Способы выражения состава растворов

Пример 15.1 Масса сульфата магния, необходимого для приготовления  500 мл раствора с молярной концентрацией растворенного вещества  0,5 моль/л, составляет ____ г (с точностью до целого значения).

Решение:
Согласно формулам:  и

где n_в-ва – количество вещества, моль; m – масса вещества, г; М – молярная масса вещества, г/моль.

 

Пример 15.2 Смешали 1,6 г метанола СН₃ОН и 2,7 г воды. Мольная доля метанола в растворе составляет ___%.

Решение:
Доля – это отношение части к целому, то есть метанола к системе: метанол плюс вода. В данном случае состав должен быть выражен в моль.

Формулы:

где n_в-ва – количество вещества, моль; m – масса вещества, г; М – молярная масса вещества, г/моль;

χ = n(CH₃OH) /(n(CH₃OH) + n(H₂O))

где χ - мольная доля, n_в-ва – количество вещества, моль.

С учетом молярных масс веществ, мольная доля метанола составляет (М(CH₃OH) = 12+3+16+1 = 32 г/моль; М(H₂O) = 2+16 = 18 г/моль)

χ = n(CH₃OH)/(n(CH₃OH)+n(H₂O))

χ = (1,6/32)/(1,6/32 + 2,7/18) = 0,05/(0,05+0,15) = 0,25 или 25 %.

Пример 15.3 Навеску гидроксида натрия массой 16 г растворили и разбавили водой до объема 200 мл. Молярная концентрация эквивалентов  в полученном растворе составляет ____ моль/л (с точностью до целого значения).

Решение:
Эквивалент соответствует одному протону Н⁺, или одному электрону.

Молярная концентрация эквивалентов (нормальность) - число эквивалентов вещества в 1л раствора:

В данном случае, n_э(NaOH) = n(NaOH), так как фактор эквивалентности равен единице.

n(NaOH) = m(NaOH)/M(NaOH) = 16 г/(23+16+1) г/моль = 0,4 моль;

Молярная концентрация эквивалентов  в полученном растворе составляет с_эк(NaOH) = 0,4 моль/0,2 л = 2 моль/л.

(*) Фактор эквивалентности f – величина, показывающая, какую часть частицы составляет эквивалент. Принимает значения от единицы и меньше. Для простых веществ зависит от валентности, кислот – основности (f(Н₃РO₄₎=1/3, эквивалент фосфорной кислоты – третья часть молекулы), оснований – кислотности, в окислительно-восстановительных процессах – от числа электронов, участвующих в реакции и т.д.

Пример 15.4 Массовая доля хлорида кальция в растворе, полученном при растворении 20 г  CaCl₂ и 180 г воды, составляет ___ % (с точностью до целого значения).

Решение:
Массовая доля – это отношение массы растворенного вещества к массе раствора:

ω(CaCl₂) = m(CaCl₂)/m(p-pa CaCl₂) = m(CaCl₂)/(m(CaCl₂) + m(H₂O));

ω(CaCl₂) = 20/(20+180) = 0,1 или 10%.

Пример 15.5 Навеску гидроксида натрия массой 8 г растворили и разбавили водой до объема 200 мл. Молярная концентрация эквивалентов  в полученном растворе составляет ____ моль/л (с точностью до целого значения).

Решение:
Согласно формулам   и
с учетом того, что  получаем  

Тема 16. Равновесия в растворах электролитов

Пример 16.1 Уравнение реакции, которая в водном растворе протекает практически до конца, имеет вид …

;

;

;

Решение:
Практически до конца в водном растворе протекают реакции, в результате которых образуются газообразное вещество, осадок или слабый электролит. Этим условиям удовлетворяет процесс, которому соответствует уравнение

Пример 16.2 Одним из продуктов гидролиза нитрата железа (III) по второй ступени является …

FeOH(NO₃)₂; Fe(OH)₃; Fe(OH)₂NO₃; Fe(OH)NO₃

Решение:
Нитрат железа (III) Fe(NO₃)₃ – соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, подвергается гидролизу по катиону слабого основания.

(*) Сильное определяет среду, в данном случае она кислая.

Число степеней гидролиза равно заряду иона: по первой ступени

Fe(NO₃)₃ + Н₂О ↔ FeOH(NO₃)₂ + HNO₃

по второй ступени

FeOH(NO₃)₂ + Н₂О ↔ Fe(OH)₂NO₃ + HNO₃

по третьей ступени

Fe(OH)₂NO₃ + Н₂О ↔ Fe(OH)₃+ HNO₃

Одним из продуктов гидролиза нитрата железа (III) по второй ступени является дигидроксонитрат железа (III) Fe(OH)₂NO₃.

Пример 16.3 Схема реакции, соответствующая сокращенному молекулярно-ионному уравнению  имеет вид …

; ; ;

Решение:
Схема реакции, соответствующая сокращенному молекулярно-ионному уравнению  имеет вид (проверяем, чтобы исходные вещества были растворимы и содержали соответствующие ионы).

.

Пример 16.4 Формула соли, значение рН водного раствора которой равно 7, имеет вид …

NaCl; CH₃COONa; NaHSO₄; Na₂CO₃

Решение:
Из данных солей не гидролизуется, и, следовательно, имеет значение рН водного раствора = 7 хлорид натрия NaCl.

Дидиктическая единица 4. Высокомолекулярные соединения Тема 17. Органические и неорганические полимеры

Пример 17.1 Представителем природных органических полимерных материалов, имеющих линейное строение, является …

целлюлоза; асбест; крахмал; поликарбонат

Решение:
Представителем полимеров, имеющих линейное строение, является целлюлоза.

Пример 17.2 Образование макромолекул полимеров путем последовательного присоединения молекул мономера происходит  в результате реакции …

полимеризации; поликонденсации; изомеризации; этерификации

Решение:
Образование макромолекул полимеров путем последовательного присоединения молекул мономера происходит  в результате реакции полимеризации. В реакции поликонденсации образуются дополнительно низкомолекулярные вещества.

Пример 17.3 Представителем карбоцепных высокомолекулярных соединений, цепь которых состоит только из атомов углерода, является …

полиэтилен; капрон; эпоксидная смола; поликарбонат.

Решение:
Представителем карбоцепных высокомолекулярных соединений, цепь которых состоит только из атомов углерода, является  полиэтилен.

Пример 17.4 В качестве мономеров в реакциях полимеризации могут использоваться соединения, содержащие …

π-связи; OH-группы; аминогруппы; σ-связи.

Решение:
В качестве мономеров в реакциях полимеризации могут использоваться соединения, содержащие  π-связи.

Тема 18. Биополимеры

Пример 18.1 К природным веществам, имеющим полимерное строение, относится …

целлюлоза; капрон; целофан; полиэтилен

Решение:
К природным вещества, имеющим полимерное строение, относится целлюлоза.

Пример 18.2 Неорганическая кислота, остатки которой входят в состав нуклеиновых кислот, называется …

фосфорной; уксусной; молочной; угольной

Решение:
Неорганическая кислота, остатки которой входят в состав нуклеиновых кислот, называется фосфорной.

Пример 18.3 Природным сырьем для получения искусственных волокон является …

целлюлоза; хитин; крахмал; альбумин

Решение:
Природным сырьем для получения искусственных волокон является целлюлоза.

Пример 18.4 Связь между остатками аминокислот в белковой макромолекуле называется …

пептидной; эфирной; водородной; дисульфидной

Решение:
Характерной особенностью белковой макромолекулы является наличие в ней связей, обусловленных группой  , которая называется пептидной.

Тема 19. Методы получения полимеров

Пример 19.1 Полимеризацией винилового эфира уксусной кислоты получают ______, который является основой клея ПВА.

поливинилацетат; полиуретан; поликарбонат; полиметилакрилат

Решение:
Производные уксусной кислоты, согласно номенклатуре, ацетаты, следовательно, виниловый эфир уксусной кислоты – винилацетат, а продукт его полимеризации – ПолиВинилАцетат (отсюда – ПВА).

Пример 19.2 Начальная стадия процесса полимеризации, на которой происходит образование активных центров, называется …

инициированием; ингибированием; стабилизацией; изомеризацией

Решение:
Начальная стадия процесса полимеризации, на которой происходит образование активных центров, называется  инициированием.

Пример 19.3 Для замедления процесса старения полимеров в состав изделий вводятся вещества, которые называются …

антиоксидантами; пластификаторами; катализаторами; наполнителями

Решение:
Для замедления процесса старения (деструкции) полимеров в состав изделий вводятся вещества, которые называются антиоксидантами.

(*) Пластификаторы снижают температуру стеклования и повышают текучесть полимера. Наполнители (графит, сажа, мел, металл, бумага, ткань) улучшают физико-механические свойства полимеров.

Пример 19.4 Для получения полиэтилена в промышленности используется реакция …

полимеризации; поликонденсации; теломеризации; вулканизации.

Решение:
Для получения полиэтилена в промышленности используется реакция полимеризации.

Тема 20. Строение и свойства полимеров

Пример 20.1 Для замедления процесса старения полимеров в состав изделий вводятся вещества, которые называются …

антиоксидантами; пластификаторами; катализаторами; наполнителями

Решение:
Процесс старения полимеров замедляется при введении в состав изделий веществ, которые называются антиоксидантами.

Пример 20.2 Высокомолекулярные соединения, образующиеся в результате сшивки цепей при получении термореактивных полимеров, называются …

сетчатыми; разветвленными; сферолитами; композитами

Решение:
Высокомолекулярные соединения, образующиеся в результате сшивки цепей при получении термореактивных полимеров, называются сетчатыми.

Пример 20.3 Процесс образования поперечных мостиковых связей в структуре каучука, происходящий при его переработке, называется …

вулканизацией; теломеризацией; регуляцией; систематизацией

Решение:
Процесс образования поперечных мостиковых связей в структуре каучука, происходящий при его переработке, называется  вулканизацией.

ДЕ.5 Аналитическая химия Тема 21. Теоретические основы аналитической химии

Пример 21.1 Значение рН 0,01 М раствора гидроксида калия  (α = 1), равно …

12; 2; 10; 4

Решение:
Водородный показатель – это отрицательный десятичный логарифм от концентрации (для идеальных растворов, для реальных – активности) ионов водороды в растворе. Принимает значение от нуля до четырнадцати, рН=7 соответствует нейтральной среде раствора, кислой – меньше 7, щелочной – больше 7. Значения водородного показателя рН и гидроксильного показателя рОН связаны соотношением рН + рОН = 14 (и не спрашивайте, почему...).

С учетом полной диссоциации значение рН вычисляем по формуле

Пример 21.2 Значение рН 0,01 М раствора азотной кислоты (α = 1), равно …

2; 3; 1; 0

Решение:
С учетом полной диссоциации значение рН вычисляем по формуле:

pH = -lg c_H+= -lg c_HNO3= -lg 0,01 = 2.

Пример 21.3 Формула вещества, 0,1 М раствор которого характеризуется наименьшим  значением рН, имеет вид …

HCl; H₂S; Na₂HPO₄; H₂CO₃

Решение:
Согласно кислотно-основным свойствам электролитов с учетом гидролиза значение величины рН растворов будет возрастать в следующей последовательности: HCl; H₂S; Na₂HPO₄; H₂CO₃

Наименьшим  значением рН характеризуется раствор HCl.

Пример 21.4 Концентрация карбоната бария в его насыщенном растворе составляет ____ моль/л

; ; ;

Решение:
В насыщенном растворе устанавливается равновесие между осадком и ионами электролита: ВаСО₃↔ Ва²⁺ + СО₃^2-

Произведение активности (концентрации) ионов – постоянная величина, называемая произведением растворимости ПР.

Для данной соли

(*)Если молекула при диссоциации образует несколько одинаковых ионов, то активности (концентрации) этих ионов должны быть возведены в соответствующие степени.

ПР (Са₃(РО₄)₂) = с³(Са²⁺) ∙ с²(РО₄ ^3-).

Значения концентраций ионов соответственно будут равны

с(Са²⁺) = 3с(Са₃(РО₄)₂); с(РО₄ ^3-).= 2с(Са₃(РО₄)₂).

Тема 22. Качественный химический анализ

Пример 22.1 Образование ярко-синей окраски при действии водного раствора аммиака свидетельствует о присутствии в исследуемом растворе ионов …

Cu²⁺; Zn²⁺; Fe³⁺; Al³⁺

Решение:
Ярко-синюю окраску имеет комплексное соединение меди – сульфат тетрааминмеди (II), его образование свидетельствует о присутствии Cu²⁺.

Пример 22.2 Летучие соли натрия окрашивают пламя горелки или спиртовки в ______ цвет.

желтый; зеленый; красный; фиолетовый

Решение:
Летучие соли натрия окрашивают пламя горелки или спиртовки в желтый цвет.

Пример 22.3 При действии раствора роданида аммония или калия на раствор, содержащий ионы железа (III), происходит образование растворимого комплекса _______ цвета.

кроваво-красного; ярко-синего; желто-зеленого; сине-фиолетового

Решение:
При действии раствора роданида аммония или калия на раствор, содержащий ионы железа (III), происходит образование растворимого комплекса кроваво-красного цвета.

Пример 22.4 Действием раствора хлорида бария можно обнаружить в растворе ионы …

; ; ;

Решение:
Согласно уравнению реакции
при действии раствора хлорида бария на раствор, содержащий сульфат-ионы  происходит образование осадка белого цвета.

Тема 23. Количественный анализ

Пример 23.1 Объем 0,1 М раствора  необходимый для нейтрализации раствора гидроксида натрия, содержащего 0,08 г  равен ____ мл.

20; 10; 40; 30

Решение:
Согласно закону эквивалентов, все вещества реагируют в эквивалентных отношениях (эквивалент соответствует одному протону Н⁺, или одному электрону).

В данном случае, молярная концентрация и молярная концентрация эквивалентов совпадают, так как фактор эквивалентности для NaOH и HCl равен единице.

n(NaOH)=m(NaOH)/M(NaOH)=0,08/(23+16+1)=0,002моль; n(HCl)= 0,002 моль

молярная концентрация (молярность) - количество растворенного вещества в 1л раствора:

отсюда, объем раствора соляной кислоты

V(р-ра HCl) = n(HCl)/с(HCl)= 0,002 моль/0,1 моль/л=0,02 л или 20 мл.

Пример 23.2 Объем раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалентов  0,1 моль/л, необходимый для нейтрализации 15 мл раствора серной кислоты c молярной концентрацией эквивалентов 0,2 моль/л, равен ____ мл.

30; 15; 20; 35

Решение:
Согласно закону эквивалентов, все вещества реагируют в эквивалентных отношениях (эквивалент соответствует одному протону Н⁺, или одному электрону).

Молярная концентрация эквивалентов (нормальность) - число эквивалентов вещества в 1л раствора:

В данном случае, n_э(NaOH) = n_э(H₂SO₄);

с_эк(NaOH)·V_р-ра (NaOH) = с_эк(H₂SO₄)·V_р-ра(H₂SO₄);

V_р-ра (NaOH) = с_эк(H₂SO₄)·V_р-ра(H₂SO₄) /с_эк(NaOH) =0,2·0,015/0,1=0,03л, 30мл.

Пример 23.3 При определении концентрации щелочи в растворе методом кислотно-основного титрования в качестве индикатора используется …

фенолфталеин; дифениламин; мурексид; эриохром черный

Решение:
При определении концентрации щелочи в растворе методом кислотно-основного титрования в качестве индикатора используется фенолфталеин.

Пример 23.4 При добавлении избытка разбавленного раствора серной кислоты к 20 мл 0,1М раствора  образуется осадок массой ____ г.

0,466; 0,233; 0,416; 0,208

Решение:

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2HCl.

1 моль 1 моль

n(ВаCl₂) = с(ВаCl₂) · V(р-ра ВаCl₂) = 0,1моль/л · 0,02л = 0,002 моль.

По уравнению реакции n(ВаSO₄) = n(ВаCl₂) = 0,002 моль.

m(ВаSO₄) = n(ВаSO₄) ·M(ВаSO₄) = 0,002 · (137+32+16·4) = 0,002·233= 0,466 г.

Тема 24. Физико-химические и физические методы анализа

Пример 24.1 Ядерно-химические методы анализа основаны на _________ распаде ядер некоторых изотопов, который называется радиоактивным:

самопроизвольном; каталитическом; эмиссионном; фотоэлектрическом

Решение:
Ядерно-химические методы анализаоснованы на самопроизвольном распаде ядер.

Пример 24.2 Методы, основанные на  разделении и концентрировании анализируемых компонентов на поверхности сорбента, называются …

хроматографическими; потенциометрическими; полярографическими; рефрактометрическими

Решение:
Методы, основанные на  разделении и концентрировании анализируемых компонентов на поверхности сорбента, называются хроматографическими.

Пример 24.3 Кондуктометричекие методы анализа основаны на пропорциональной зависимости между концентрацией  определяемого вещества и ________ его раствора или расплава.

электропроводностью; светопоглощением; электродным потенциалом; интенсивностью излучения

Решение:
В основе кондуктометрических методов анализа лежит пропорциональная зависимость электропроводности раствора или расплава от концентрации определяемого вещества.

Пример 24.4 Прямое фотометрирование возможно лишь для веществ, способных образовывать _____ соединения.

светопоглощающие; светопреломляющие; светорассеивающие; светоотражающие

Решение:
Прямое фотометрирование возможно лишь для веществ, способных образовывать светопоглощающие соединения.

Литература

Основная литература

1. Коровин, Н.В. Общая химия: учеб. / Н.В.Коровин. – М.: Высшая школа, 2000. – 558 с.

Дополнительная литература

1. Коровин, Н.В. Лабораторные работы по химии /Н.В.Коровин, Э.М. Мингулина, Н.Г. Рыжова; Под ред. Н.В Коровина. – М.: Высшая школа, 2001. – 256 с.

2. Химия : курс лекций / сост. О.А.Носова, Т.И.Глаголева; Курский ин-т социального образования (филиал) РГСУ. – Курск: ООО «Учитель», 2010. – 175с.

3. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия : учеб. / Н.С.Ахметов. – М.: Высшая школа. 1998. – 448 с.

4. Березин, Б. Д. Курс современной органической химии : учеб. / Б. Д. Березин, Д. Б. Березин. – М.: Высшая школа, 2003. - 768с.

5. Гельфман, М.И. Химия : учеб. / М.И.Гельфман, В.П.Юстратов. – СПб.: Издательство «Лань», 2008. – 480 с.

6. Горшков, В.И. Основы физической химии : учеб. / В.И.Горшков, И.А.Кузнецов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 407 с.

7. Гуров, А.А. Химия: учеб. / Гуров А.А. М.: МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2008. -784с.

8. Попков, В.А. Общая химия: учеб. / В.А. Попков, С.А. Пузаков. – М.: ГЭОТАР-Медиа. 2007. – 420 с.

9. Пожидаев, Е.Д. Химия : учеб. пособие. / Е.Д.Пожидаев. М. : ООО «Группа ИДТ», 2008. – 392 с.

Учебное издание

ХИМИЯ

учебно-методические материалы

для подготовки к интернет-тестированию

для студентов инженерно-технических специальностей

информационного профиля

Составители:

Глаголева Татьяна Ивановна

Носова Ольга Александровна

36